(57)【要約】【課題】  大型の検査対象物について、三原色の各着色層についての膜厚検査を低コストで行う。【解決手段】  着色層を有する検査対象基板１０を、搬送装置５０によってＸ軸方向に搬送しながら、ラインセンサカメラ３０によって線状視野領域Ｆを撮像する。連続的に得られた一次元画像を、画像処理装置６０によって合成することにより、検査対象基板１０上面の二次元画像を得る。光源２０として、直管式の３波長形蛍光ランプを用い、短波長域カット用フィルタ２１を通して線状視野領域Ｆに照明光を照射し、着色層の上下両面からの反射光を、バンドパスフィルタ４０を通してラインセンサカメラ３０に取り込むことにより、撮像画像上に膜厚に応じた干渉縞パターンが現れるようにする。バンドパスフィルタ４０として、赤／緑／青の３種類のフィルタを交換して用いることにより、赤／緑／青の三原色の各着色層についての膜厚検査を行う。【選択図】  図４
2005121500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三原色着色層についての膜厚の均一性を検査する装置であって、
ＸＹ二次元座標系を定義したときに、着色層を有する検査対象基板を、その主面がＸＹ平面に平行になるようにＸ軸方向に搬送する搬送装置と、
Ｙ軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成され、前記搬送装置によって搬送されてきた検査対象基板上の線状視野領域を斜め上方から撮像することができるように配置されたラインセンサと、
少なくとも前記線状視野領域を、斜め上方から照明することができるように、長手方向がＹ軸に平行となるように配置された直管式の３波長形蛍光ランプと、
前記線状視野領域と前記ラインセンサとの間に配置され、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
前記ラインセンサによって撮像された複数の一次元画像を合成して、検査対象基板上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像を作成する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタとして、三原色ＲＧＢに対応する光をそれぞれ選択的に透過させる３種類のバンドパスフィルタを用意し、この３種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域とラインセンサとの間に選択的に取り付けることができるように構成したことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の膜厚検査装置において、
３波長形蛍光ランプと線状視野領域との間に、検査対象基板上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットするためのフィルタを設けたことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタを、その主面に立てた法線がラインセンサの光軸に対して傾斜するように配置し、バンドパスフィルタの表面における反射光が線状視野領域に入り込まないようにしたことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の膜厚検査装置において、
ラインセンサの光軸と検査対象基板の主面とのなす角を３０°〜７０°に設定したことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚検査装置に関し、特に、三原色からなる着色層を有する基板についての膜厚の均一性を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイ用基板などのディスプレイ用部材は、ガラスなどの透明な基板上に、何層かの膜をコーティングした構造を有する。たとえば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、ガラス基板上に、ブラックマトリックス層とＲＧＢ三原色の各着色層とがコーティングされた構造を有する。通常、三原色の各着色層は、スピンコートもしくはダイコートによって材料を塗布した後、フォトリソグラフィを用いたパターニングを行うことにより形成される。このため、スピンコートやダイコートの工程時に発生する膜厚の不均一性（いわゆる膜厚ムラ）は、パターニング後の各着色層にもそのまま残ることになり不良の原因になる。
【０００３】
このため、ディスプレイ用部材を製造するプロセスにおける時間および材料のロスをできるだけ少なくするためには、各着色層を構成するための材料を塗布した直後の早い段階において、各ロットごとの膜厚ムラを発見して対処することが望ましい。そこで、通常は、スピンコートやダイコートを行う装置（いわゆるコーター）の直後に膜厚検査装置を設置し、インライン工程で膜厚ムラの存否を確認する対策が採られている。
【０００４】
微小な膜厚を精密に検査するための検査装置としては、低圧ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、ヘリウムランプ、メタルハライドランプなど、可干渉性の光を発する光源からの光を検査対象となる膜に照射し、膜の上下両面で反射した光の干渉を利用するタイプのものが多く利用されている。たとえば、下記の特許文献１には、スペクトルの半値幅が３０ｎｍ以下となる複数の強度ピークを含む光源を用いた膜厚検査装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３１１４９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、微小な膜厚を精密に検査するためには、可干渉性の光を用いた干渉現象を利用するのが一般的である。特に、検査対象がカラーディスプレイ用部材の場合、ＲＧＢ三原色の各着色層についての膜厚を検査する必要が生じるため、これら三原色の着色層の検査に共通して用いることが可能な光源が必要になる。たとえば、低圧ナトリウムランプの発光スペクトルは、５９０ｎｍ付近に分布しており、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の着色層の検査には利用することが可能であるが、青（Ｂ）の着色層では吸収率が高いため、十分な検査結果を得ることができない。これに対して、メタルハライドランプの波長域は、可視光の領域に連続的に分布しているため、バンドパスフィルタと組み合わせることにより、三原色の着色層の検査に共通して利用可能な光源として用いることができる。しかしながら、メタルハライドランプは、非常に高価な光源であるため、膜厚検査装置全体のコストを高騰させてしまう要因になる。
【０００６】
ディスプレイ装置は年々大型化が進んできており、検査対象となるディスプレイ用部材も大型化し、検査対象面積も広くなる一方である。このような広い面積をもった検査対象物に対応するためには、膜厚検査装置に組み込む光源にも、それなりの広い領域に光を照射する機能が要求されることになる。このため、メタルハライドランプなどを光源として用いている従来の膜厚検査装置の場合、大型のメタルハライドランプを組み込んだり、複数のメタルハライドランプを並べて組み込んだりする必要が生じ、益々コストが高くなるという問題が生じることになる。
【０００７】
そこで本発明は、比較的大型の検査対象物について、三原色の各着色層についての膜厚検査を行うことが可能で、かつ、低コストな膜厚検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
(1)   本発明の第１の態様は、三原色着色層についての膜厚の均一性を検査する機能をもった膜厚検査装置において、
ＸＹ二次元座標系を定義したときに、着色層を有する検査対象基板を、その主面がＸＹ平面に平行になるようにＸ軸方向に搬送する搬送装置と、
Ｙ軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成され、搬送装置によって搬送されてきた検査対象基板上の線状視野領域を斜め上方から撮像することができるように配置されたラインセンサと、
少なくとも線状視野領域を、斜め上方から照明することができるように、長手方向がＹ軸に平行となるように配置された直管式の３波長形蛍光ランプと、
線状視野領域とラインセンサとの間に配置され、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
ラインセンサによって撮像された複数の一次元画像を合成して、検査対象基板上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像を作成する画像処理装置と、
を設けるようにしたものである。
【０００９】
(2)   本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタとして、三原色ＲＧＢに対応する光をそれぞれ選択的に透過させる３種類のバンドパスフィルタを用意し、この３種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域とラインセンサとの間に選択的に取り付けることができるように構成したものである。
【００１０】
(3)   本発明の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
３波長形蛍光ランプと線状視野領域との間に、検査対象基板上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットするためのフィルタを設けるようにしたものである。
【００１１】
(4)   本発明の第４の態様は、上述の第１〜第３の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタを、その主面に立てた法線がラインセンサの光軸に対して傾斜するように配置し、バンドパスフィルタの表面における反射光が線状視野領域に入り込まないようにしたものである。
【００１２】
(5)   本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
ラインセンサの光軸と検査対象基板の主面とのなす角を３０°〜７０°に設定したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る三原色着色層についての膜厚検査装置によれば、光源として直管式の３波長形蛍光ランプを用いて、検査対象基板上の線状視野領域を照明し、この線状視野領域からの反射光を所定のバンドパスフィルタを通してラインセンサで観測するようにしたため、比較的大型の検査対象物について、三原色の各着色層についての膜厚検査を行うことが可能になる。また、光源として、直管式の３波長形蛍光ランプを用いたため、コストも低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。はじめに、図１の側面図を参照しながら、光の干渉を利用した一般的な膜厚検査装置の検査原理を簡単に説明する。いま、図示のように、検査対象基板１０上に、着色層１１が形成されているものとする。このとき、斜め上方から所定の波長をもった照明光Ａを照射した場合を考える。この場合、照明光Ａの一部は、着色層１１の上面で反射されて反射光Ｂ１として斜め上方に向かうことになり、別な一部は、着色層１１の下面（着色層１１と基板１０との界面）で反射されて反射光Ｂ２として斜め上方に向かうことになる。したがって、図の斜め右上方からこれらの反射光Ｂ１，Ｂ２を観察すると、両者の干渉により、所定の干渉縞が観察されることになる。
【００１５】
ここで、もし、着色層１１が完全に一様な膜厚をもった層であった場合、観察される干渉縞も完全に一様なものになる。ところが、着色層１１に膜厚ムラが生じていると、その等高線に応じた干渉縞パターンが現れる。たとえば、図２(a) の側断面図に示すように、一部が隆起した膜厚ムラをもった着色層１１が形成されている検査対象基板１０について、図１に示す原理で検査を行うと、図２(b) の平面図に示すような干渉縞パターンが観察されることになり、膜厚分布が等高線状の二次元画像として得られることになる。したがって、このような干渉縞パターンを示す二次元画像をディスプレイ画面上に提示すれば、検査担当のオペレータは、この二次元画像に基づいて、検査対象基板１０に形成されている着色層１１の膜厚ムラを認識することができ、良否の判断を行うことができる。
【００１６】
このような原理に基づく膜厚検査を行う場合、まず、照明光Ａとしては、着色層１１を透過する波長域の光を用いる必要がある。なぜなら、照明光Ａの波長が着色層１１の吸収領域であった場合、着色層１１内で光は吸収されてしまい、反射光Ｂ２を得ることができなくなるからである。また、干渉縞パターンを得るためには、反射光Ｂ１，Ｂ２は、可干渉性の光になっている必要があり、ある程度狭い波長域の光（理想的には単色光）である必要がある。
【００１７】
単色光を得るための代表的な光源はレーザ光源であるが、通常のレーザ光源で発生される光は、ビーム状の光であるため、本発明のような膜厚検査装置の用途には向いていない。一方、低圧ナトリウムランプは、単色光に近い狭い波長域をもった光を発生させる汎用光源として古くから知られており、従来の膜厚検査装置においても利用されている。しかしながら、本発明のように、三原色着色層についての膜厚検査装置に利用するのには不適当である。これは、低圧ナトリウムランプの発光スペクトルは、図３のグラフに示すとおり、５９０ｎｍ付近に分布しており、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の着色層の透過スペクトル（図示省略）には十分に重なっているものの、青（Ｂ）の着色層の透過スペクトルとの重なりは極めて小さく、青の着色層の検査には利用できないためである。すなわち、図１に示す原理図において、低圧ナトリウムランプからの光を照明光Ａとして用いた場合、着色層１１が青の着色層であった場合、ほとんどが着色層１１内で吸収されてしまい、有効な反射光Ｂ２を得ることはできなくなる。
【００１８】
この他、膜厚検査装置用の光源としては、ハロゲンランプ、ヘリウムランプ、メタルハライドランプなどが知られているが、大画面ディスプレイ用部品など、比較的大型の検査対象物に対する照明を行う場合には、いずれもコストがかさむという問題点があることは既に述べたとおりである。
【００１９】
本発明に係る膜厚検査装置は、このような問題を解決するために、図４に示す構造を有している。この図４に示す膜厚検査装置は、検査対象基板１０上に形成された三原色着色層についての膜厚検査を行う機能をもった装置であり、具体的には、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイ用基板などのディスプレイ用部材からなる検査対象基板１０について、その基板上に形成された赤い着色層、緑の着色層、青の着色層が均一な膜厚を有しているか否かを検査するために用いられる。ここでは、説明の便宜上、この検査対象基板１０の主面に平行な平面がＸＹ平面となるように、図のようにＸ軸およびＹ軸を定義することにする。
【００２０】
光源２０は、直管式の３波長形蛍光ランプを細長い筐体内に収容してなる光源であり、検査対象基板１０上の線状視野領域Ｆ（図にハッチングを施した領域）を照明する機能を果たす。ラインセンサカメラ３０は、ラインセンサおよび光学系を筐体に収容したカメラであり、線状視野領域Ｆを撮像して一次元画像として取り込む機能を果たす。すなわち、光源２０から検査対象基板１０に照射された光の反射光がラインセンサカメラ３０によってとらえられることになる。また、搬送装置５０は、検査対象基板１０をＸ軸方向に搬送する役割を果たし、画像処理装置６０は、ラインセンサカメラ３０から送られてきた一次元画像を合成して、検査対象基板１０上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像を作成する役割を果たす。
【００２１】
ラインセンサカメラ３０内のラインセンサは、Ｙ軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成されており、搬送装置５０によって搬送されてきた検査対象基板１０上の線状視野領域Ｆを斜め上方から撮像することができるように配置されている。したがって、線状視野領域Ｆは、Ｙ軸に平行な方向に伸びた細長い領域になる。なお、図では、便宜上、線状視野領域Ｆをハッチングを施した矩形領域として示してあるが、実際には、この線状視野領域ＦのＸ軸方向の幅は非常に狭く、ほぼ線状の領域になる。ラインセンサカメラ３０によって一度に取り込まれる画像は、この線状視野領域Ｆに沿った一次元画像ということになるが、搬送装置５０によって検査対象基板１０をＸ軸方向に一定速度で搬送しながら、ラインセンサカメラ３０による一次元画像の撮像を繰り返し行うことにより、線状視野領域Ｆによって検査対象基板１０の上面を走査することが可能になり、得られた複数の一次元画像を画像処理装置６０において合成することにより、検査対象基板１０上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像が作成される。
【００２２】
画像処理装置６０は、たとえば、パソコンに所定の画像処理用プログラムを組み込むことにより構成することができる。画像処理装置６０をパソコンで構成した場合、干渉縞パターンを含む二次元画像は、このパソコン用のモニタ装置上に表示することができる。検査担当のオペレータは、このモニタ画面を監視しながら、膜厚ムラの存否を確認し、膜厚ムラが観察された場合には、警告を出すなどの処置を講じることになる。
【００２３】
一方、搬送装置５０は、図４では単なる模式図として描かれているが、実際には、たとえば、コンベアなどの一般的な装置で構成することができる。また、画像処理装置６０としてパソコンを用いる場合は、このパソコンに接続されたシーケンサ回路によって、搬送装置５０を制御することができる。
【００２４】
なお、実用上は、画像処理装置６０では、取り込まれた二次元画像に対して、シェーディング補正やノイズ除去などの前処理を行った後、干渉縞パターンを強調するための強調処理（たとえば、画素値の頻度を示すヒストグラム上で、頻度値の大きな階調部分を拡大する階調部分拡大処理）を実行するのが好ましい。また、必要に応じて、二値化処理やラベリング処理を行った後、更に、粒子解析処理（サイズやフィレ径の算出処理）を行うことができる。このような処理の具体的な手法は既に公知の技術であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【００２５】
本発明に係る膜厚検査装置の重要な特徴のひとつは、光源２０として、直管式の３波長形蛍光ランプ（以下、単に３波長管という）を用いた点である。この３波長管は、少なくとも線状視野領域Ｆを、斜め上方から照明することができるように、かつ、その長手方向がＹ軸に平行となるように配置される。この３波長管は、一般の住宅や事務所などで広く利用されている直管式蛍光ランプ（いわゆる白色の蛍光灯）であり、メタルハライドランプなどに比べると、コストは極めて安い。
【００２６】
本願発明者は、この３波長管の発光スペクトルが、ＲＧＢ三原色の着色層の膜厚検査に極めて適していることを見いだした。図５は、一般的に市販されている３波長管の発光スペクトルと、一般的なカラーフィルタで利用される青／緑／赤の３種類の着色層の透過スペクトルを示すグラフである。３波長管を製造しているメーカーや品種によって、若干の相違はあるものの、基本的には、このグラフに太い実線で示されているとおり、３波長管の発光スペクトルは、いくつかのピークを有している。しかも、３大ピークの波長域に着目すると、それぞれ青／緑／赤の３種類の着色層の透過スペクトル領域に重なり合っていることがわかる。別言すれば、この３大ピークの波長域の光は、それぞれ青／緑／赤の３種類の着色層の膜厚検査用の光として利用することができることになる。
【００２７】
図４に示す膜厚検査装置では、線状視野領域Ｆとラインセンサカメラ３０との間に、バンドパスフィルタ４０が配置されている。このバンドパスフィルタ４０は、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタであり、要するに、図５に示す３波長管の発光スペクトルの中から、上記３大ピークのいずれかの波長域の光を選択する役目を果たす。
【００２８】
たとえば、バンドパスフィルタ４０として、４３０〜４５０ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ４０を通った３波長管の光の発光スペクトルは、図６のグラフに実線で示すようなものになる。これは、図に破線で示す青の着色層の透過スペクトルに重なっており、青の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。同様に、バンドパスフィルタ４０として、５３５〜５５５ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ４０を通った３波長管の光の発光スペクトルは、図７のグラフに実線で示すようなものになる。これは、図に一点鎖線で示す緑の着色層の透過スペクトルに重なっており、緑の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。また、バンドパスフィルタ４０として、６００〜６２０ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ４０を通った３波長管の光の発光スペクトルは、図８のグラフに太い実線で示すようなものになる。これは、図に細い実線で示す赤の着色層の透過スペクトルに重なっており、赤の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。
【００２９】
結局、図４に示す膜厚検査装置におけるバンドバスフィルタ４０として、三原色ＲＧＢに対応する光をそれぞれ選択的に透過させる３種類のバンドパスフィルタを用意しておき、この３種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域Ｆとラインセンサカメラ３０との間に選択的に取り付けることができるように構成しておけば、この膜厚検査装置は、ＲＧＢ三原色の着色層の膜厚検査を行うことができるようになる。バンドパスフィルタ４０としては、吸収型色ガラスやゼラチンなどを使用したものもあるが、コントラストの高い干渉縞パターンを得るためには、スペクトル幅の狭い透過特性をもった薄膜蒸着タイプのフィルタを用いるのが好ましい。
【００３０】
もちろん、実際には、青／緑／赤の３種類の着色層についての検査は１種類ずつ別個に実施されることになる。たとえば、まず、赤い波長領域を透過するバンドパスフィルタ４０を用いた検査で得られる二次元画像により赤の着色層の均一性の検査を行い、続いて、緑の波長領域を透過するバンドパスフィルタ４０を用いた検査で得られる二次元画像により緑の着色層の均一性の検査を行い、最後に、青の波長領域を透過するバンドパスフィルタ４０を用いた検査で得られる二次元画像により青の着色層の均一性の検査を行えばよい。
【００３１】
各バンドパスフィルタ４０を透過した光は、図６〜図８のグラフに示すように、かなり波長域の狭い光になる。実際、図３に示す低圧ナトリウムランプのスペクトル幅と比べても遜色のない光が得られることがわかる。このように、光源２０内の３波長管とバンドパスフィルタ４０との組み合わせによって得られる光は、図１に示す干渉現象を利用した原理に基づく膜厚検査に適した光になり、ラインセンサカメラ３０で撮像した画像上には、検査に十分な干渉縞パターンを得ることができる。
【００３２】
このように、本発明に係る膜厚検査装置において、光源２０として３波長管、すなわち、直管式の３波長形蛍光ランプを用いることにより、次のようなメリットが得られることになる。まず、第１に、蛍光ランプ自体のコストが極めて安価であるため、装置全体のコストを低減できる。上述したとおり、直管式の３波長形蛍光ランプは、いわゆる白色蛍光灯として量産されており、他の光源ランプに比べて極めてコストが安くなる。
【００３３】
第２に、直管式のランプ（いわゆる線状光源）を用いることにより、１本のランプにより広い領域をカバーすることができるようになる。すなわち、図４に示すように、光源２０の長手方向がＹ軸に平行になるように配置し、ラインセンサカメラ３０内のラインセンサの受光素子配列方向も同様にＹ軸に平行になるようにし、検査対象基板１０を搬送装置５０によってＸ軸方向に搬送しながら撮像を行う、という構成をとることにより、大面積を有する検査対象基板１０に対しても十分な検査を実施することができるようになる。現在、全長２ｍほどの３波長管が市販されており、このような３波長管を利用すれば、幅２ｍほどの大型の検査対象基板１０にも対応することが可能になる。
【００３４】
そして第３に、３波長管の発光スペクトルが図５のグラフに示すような３大ピークを有しており、これらピークの波長が、青／緑／赤の３種類の着色層についての透過スペクトルに重なっているため、３種類のバンドパスフィルタ４０と組み合わせることにより、ＲＧＢ三原色の着色層のすべてについての検査が可能になる。これは、液晶ディスプレイ用カラーフィルタなどのカラーディスプレイ用部材についての膜厚検査を行う上では不可欠な条件となる。
【００３５】
なお、バンドパスフィルタ４０は、原理的には、光源２０と線状視野領域Ｆとの間に配置することも可能であるが、その場合には、光源２０の全長にわたる幅をもったバンドパスフィルタを用意する必要があるので、実用上は、図４に示す実施形態のように、線状視野領域Ｆとラインセンサカメラ３０との間に配置するのが好ましい。ラインセンサカメラ３０には、レンズなどの光学系が備わっており、線状視野領域Ｆを縮小してラインセンサ上に結像させる機能を有している。したがって、線状視野領域Ｆとラインセンサカメラ３０との間に配置されたバンドパスフィルタ４０の幅は、線状視野領域Ｆの全長よりもかなり小さく設定することができる。
【００３６】
図４に示す実施形態には、更に、いくつかの細かな工夫が施されている。以下、図９の側面図を参照しながら、この細かな工夫を説明する。
【００３７】
第１の工夫は、光源２０に短波長域カット用フィルタ２１を取り付けた点である。このフィルタ２１は、光源２０の光放出方向に配置された短波長域カット用フィルタ２１であり、具体的には、波長４００ｎｍ以下の領域の光をカットする機能を有する。図９の側面図に示されているとおり、光源２０からの光（３波長管からの光）は、このフィルタ２１を透過して、検査対象基板１０上に照射されることになる。図４の斜視図にも、光源２０にフィルタ２１が接合されている状態が示されている。このように、３波長管と線状視野領域Ｆとの間に、フィルタ２１を設けたのは、検査対象基板１０上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットすることにより、検査対象基板１０上の感光性材料層に悪影響が及ばないようにするための配慮である。
【００３８】
一般に、カラーフィルタなどの着色層には、感光性材料が含まれている。このため、膜厚検査を行うために、短波長域の光（主として紫外域の光）が照射されると、感光性材料が感光して変質してしまうおそれがある。短波長域カット用フィルタ２１を配置することにより、短波長域の光成分をカットしておけば、このような弊害を防ぐことができる。図９に示す例では、光源２０からの光Ｌ１には短波長域の光が含まれているが、フィルタ２１を通った光Ｌ２では、短波長域の光はカットされており、光Ｌ２を検査対象基板１０に照射しても、上述した弊害は生じない。短波長域カット用フィルタ２１としては、市販の紫外線カットフィルタやイエローフィルタなどを利用することができる。
【００３９】
第２の工夫は、バンドパスフィルタ４０の配置角度である。図９に示す実施形態の場合、バンドパスフィルタ４０は、検査対象基板１０に対して平行（すなわち、ＸＹ平面に平行）になるように配置されている。このように、バンドパスフィルタ４０を検査対象基板１０に対して平行に配置してあるのは、バンドパスフィルタ４０の表面における反射光が線状視野領域Ｆに入り、バンドパスフィルタ４０自身が写り込まないようにする配慮である。図示のように、検査対象基板１０の表面における線状視野領域Ｆに照射された光Ｌ２は、反射光Ｌ３としてラインセンサカメラ３０へと向かうことになる。このとき、反射光Ｌ３は、バンドパスフィルタ４０を通過することになるが、その一部は、バンドパスフィルタ４０の表面で反射し、反射光Ｌ５を生じることになる。図示の例のように、バンドパスフィルタ４０を検査対象基板１０と平行に配置しておけば、この反射光Ｌ５を図のような方向に導くことができ、線状視野領域Ｆへの写り込みを防ぐことができる。
【００４０】
もっとも、バンドパスフィルタ４０の配置角度は、必ずしも検査対象基板１０に対して平行に設定する必要はない。要するに、反射光Ｌ５が、線状視野領域Ｆ内に向かうことがないようにすればよいので、その主面に立てた法線ｎがラインセンサの光軸（図の場合、光Ｌ３，Ｌ４の方向）に対して傾斜するように配置すればよい。
【００４１】
なお、薄膜蒸着タイプのフィルタをバンドパスフィルタ４０として用いる場合は、光の入射角に応じて透過特性が変化するため、フィルタの配置角度を考慮した上で透過特性の設計を行うようにするのが好ましい。また、光の入射角度に応じて透過特性が変化することを考慮すると、ラインセンサカメラ３０の視野の中心部と端部とでは、干渉縞の濃淡が異なってしまうことがある。それを避けるためには、ラインセンサカメラ３０に用いる光学系として、できるだけ焦点距離の長いレンズ（望遠側のレンズ）を用いるようにするのが望ましい。
【００４２】
第３の工夫は、ラインセンサの光軸と検査対象基板１０の主面とのなす角θを３０°〜７０°に設定した点である。図示の例では、効率良い照明が可能になるように、光源２０からの照射光の中心軸（光Ｌ１，Ｌ２の方向）と検査対象基板１０の主面とのなす角も同じ角度θになるような設定がなされている。本願発明者が行った実験によると、角θが７０°を越えると、一般的なカラーフィルタなどの着色膜の表面および基板との界面における反射率が非常に小さくなり、干渉縞を得るための十分な反射光を得ることができなくなる。一方、角θが３０°未満になると、着色膜の表面における光の反射率が高くなってくるため、やはり十分な干渉縞を得ることができなくなる。
【００４３】
なお、本発明を実施する上で、３波長管の点灯には、通常の商用交流電源の代わりに、高周波点灯電源を用いるようにするのが好ましい。これは、高周波点灯電源を用いることにより、商用交流電源の周波数成分がノイズ成分として観察されることを防ぐことができるためである。
【００４４】
また、本発明は直管式の３波長形蛍光ランプを用いて三原色着色層についての膜厚検査を行う検査装置についてのものであるが、たとえば、青の着色層のみの膜厚検査のみを行うことが可能なら十分であるような場合には、直管式の３波長形蛍光ランプの代わりに、直管式の青色蛍光ランプを光源２０として利用すればよい。
【００４５】
以上、本発明を図示する実施形態に基づいて説明したが、もちろん、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。特に、上述の実施形態で示した波長値は、具体的な一例を示したものであり、本発明はこれら特定の波長値に限定されるものではない。前述の実施形態では、図５に示すような特定の波長域にピークをもった発光スペクトルを有する３波長形蛍光ランプを用いていたが、用いる光源の発光スペクトルは、必ずしも図５に示すようなものに限定されるわけではない。光源の発光スペクトルが異なれば、それに応じて用意するバンドパスフィルタも変えるようにすればよい。たとえば、青色の光として、４８０〜５００ｎｍの波長域にピークをもった発光スペクトルを有する３波長形蛍光ランプを用いる場合であれば、青色用のバンドパスフィルタとしては、４８０〜５００ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いるようにすればよい。また、この場合、短波長域の光をカットするためのフィルタとしては、上述の実施形態で用いていた波長４００ｎｍ以下の領域の光をカットするフィルタの代わりに、たとえば、波長４５０ｎｍ以下の領域をカットするフィルタなど、上記バンドパスフィルタの透過波長域に応じてより高い波長域までカットできるフィルタを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】光の干渉を利用した一般的な膜厚検査装置の検査原理を示すための検査対象基板の側面図である。
【図２】着色層に膜厚ムラが生じている検査対象基板の側断面図（(a) ）および当該膜厚ムラを示す干渉縞パターンの平面図（(b) ）である。
【図３】青の着色層の透過スペクトルと低圧ナトリウムランプのスペクトルとを示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る膜厚検査装置の構成を示す斜視図である。
【図５】一般的に市販されている３波長管の発光スペクトルと一般的なカラーフィルタで利用される青／緑／赤の３種類の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。
【図６】３波長管の光を「４３０〜４５０ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと青の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。
【図７】３波長管の光を「５３５〜５５５ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと緑の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。
【図８】３波長管の光を「６００〜６２０ｎｍの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと赤の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。
【図９】図４に示す膜厚検査装置の光学的な配置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…検査対象基板
１１…着色層
２０…光源（直管式の３波長形蛍光ランプ）
２１…短波長域カット用フィルタ
３０…ラインセンサカメラ
４０…バンドパスフィルタ
５０…搬送装置
６０…画像処理装置（パソコン）
Ａ…照明光
Ｂ１…着色層１１の上面での反射光
Ｂ２…着色層１１の下面での反射光
Ｆ…線状視野領域
Ｌ１〜Ｌ５…光の経路
ｎ…法線
θ…角度
【図１】
2005121500.tif 000003
【図２】
2005121500.tif 000004
【図３】
2005121500.tif 000005
【図４】
2005121500.tif 000006
【図５】
2005121500.tif 000007
【図６】
2005121500.tif 000008
【図７】
2005121500.tif 000009
【図８】
2005121500.tif 000010
【図９】
2005121500.tif 000011